談巖土工程勘察新技術

■巫景新

（廣東省工程勘察院廣東廣州510510）

談巖土工程勘察新技術

■巫景新

（廣東省工程勘察院廣東廣州510510）

隨著我國經濟的繁榮發展，土建工程的數量和規模也在不斷增加。巖土工程作為土建工程中的一項重要分支，對于解決土建工程中關于土和巖石等工程問題具有重要意義。巖土工程勘察作為巖土工程地質環境特征的考察和分析工作，在保障整個工程建設質量的過程中具有重要地位。本文基于現階段國內外巖土工程勘察的技術創新和應用背景，對于近年來創新并應用在巖土工程勘察上的技術做了探索和分析，對于提高巖土工程施工效率，保障建筑工程的建設質量有著一定的參考意義。

巖土工程勘察新技術

我國是一個地質條件復雜的國家，在土建工程施工的過程中，經常會遇到巖土種類眾多帶來的不利影響。因此就要求施工單位在巖土工程建設的前期階段，利用科學高效的勘察技術手段對施工場地的地址條件進行詳細勘察。只有防患于未然，切實調查清楚施工現場的地質條件，才能最大程度上避免地質災害對工程建設帶來的損失，從而保障工程建設的安全和高效。

1.巖土工程勘察技術創新的應用背景

1.1 改進巖土工程勘察技術的意義

巖土工程勘探技術是工程建設上關乎后期設計、施工等工作的關鍵勘探技術，它不僅是為工程的設計工作服務，勘探工作的質量關系到整個工程建設。而我國巖土工程領域經過建國幾十年的積累，雖然在技術水平上取得了一定的提高，在建筑、地基、地下工程、海上平臺等工程中得到了較為出色的應用，但與國際先進水平相比，我們在勘探技術層面上還存在很大的改進空間，因此優化與改進我國的巖土工程勘察技術，對于提高工程建設的質量有著重要的意義，首先可以補充巖土工程勘探整體技術水平上巨大的差距，改變目前先進技術僅掌握在極少數單位的現狀；同時可以提高勘探成果的質量，保證資料和數據的真實性和科學性，為后續工作提供準確參考；同時有利于將技術標準與國際接軌，促進國內市場和國際市場的融合，使我國的巖土工程能夠走向世界。

1.2 巖土工程勘察新技術的應用背景

隨著計算機技術等高新技術的飛速發展，以及彈性波理論、電學原理和電磁波理論等基礎理論的飛速發展，工程勘探領域出現了一大批先進的工程勘察方法和探測設備。這些先進技術不僅保證了探測采樣的密度和速度，在降低勘察成本、拓寬勘察信息收集等方面也有著一定的突破。在巖土工程勘察問題日益復雜化的今天，傳統的巖土工程勘探方法已經很難再滿足工程勘察和設計的需求。因此，利用電子計算機等前沿技術所開發的新型勘察技術，成為了提高工程效率、降低工程成本的主要趨勢。利用計算機輔助技術對巖土工程勘察進行建模和資料分析，模擬施工過程中的巖土結構變化以及可能發生的問題，已經成為分析制定準確的設計計劃以及風險應急預案所必不可缺的重要前期工作。

2.巖土工程勘察新技術的應用

2.1 數字化巖土勘察技術的應用

在傳統的巖土勘察工作中，不是十分注重對地質結構的數字化建模以及分析工作，導致勘察工作的準確性和科學性受到一定的限制。為了遵循科學的發展規律和時代的需求，數字化巖土勘察技術的應用已經成為了重要趨勢。數字化技術在巖土工程勘察中的應用主要分為兩個方面：數字化分析和數據庫。數字化分析是指將通過測量得到的數據資料通過數字化表面模型呈現出來，形成網格狀的地形表面圖，以分析地形測量結果以及地質體情況，或者結合遙感測量，將數字化建模與遙感影像相疊加，達到建立數字化地形的目的。除此之外，地質情況的數字化也是一項重要工作，利用電子計算機技術對地下的土層和巖石情況進行建模分析，以更好地描述當地的地質結構情況。然而，現階段的數字化巖土工程勘察技術由于獲取的數據量較小，相關的建模、分析工具不夠全面，導致探測和分析精確度存在不足，其勘察質量仍有待提高。在數字化勘察數據庫上，首先通過勘察數據庫的概念進行設計，把收集到的真實數據作為分析基礎，建立聯系數據與實體的概念模型，將地質情況進行更好的研究。再主要通過將測量的原始數據，如幾何屬性等數字化，生成多種三維模型，再根據用戶的需求，將數字模型轉化為面向用戶的文檔或圖形等。

2.2 高密度電阻率法測量技術的應用

高密度電阻率測量技術又稱高密度電法，興起于上個世紀七八十年代，在日本和英國的勘察探測工作中首先得到應用。該測量技術在直流電探測法的基礎上，利用計算機控制，并有效使用磁盤存儲信息，相對于傳統的直流電法有著巨大的優勢。高密度電阻率法大大降低了測量人員的工作量，將傳統測量方法中大量的重復人工勞動改進為一次性布設電極進行測量，傳統的手動控制改進為計算機程序控制，并通過所攜帶的磁盤進行數據存儲，很好的優化了測量工作的流程，不僅提高了測量工作的效率，還能夠有效提高測量工作的精確度。高密度電阻率測量法的工作原理是以被測量地區因地質情況差異而帶來的電阻率差異為基礎，通過人工布設一定密度的電極而產生的地下電場，監測地下空間的電阻率變化情況，通過獲得的數據測量計算出相應的地質特征。

2.3 CT成像技術在勘察探測中的應用

CT成像技術又稱彈性波層析成像技術。在巖土工程勘察所使用的CT設備由放射源和探測器所組成，基本原理為利用放射源發射的放射性射線，在穿透相應物體時造成的射線強度等屬性變化，來計算被測物體的相關性質。其中，彈性波在不同介質中所具有的速度差異是進行測量成像的重要參數，根據彈性波信號的傳播時間，利用計算機進行剖面速度的分析，得到地質體的特征數據；根據不同方向上所測得的數據，即可構建物體的CT圖像。在現場的實際操作中，首先需要準確測量放射源和探測器的位置，與常規測量類似，CT成像測量的誤差可以通過多次測量進行減小，增加數據的可靠性；在進行多次測量時，要選取不同的測量位置，以保證數據的全面性，利于重構圖像。在CT成像技術中，分辨率是決定勘察質量的重要參數，在實際應用中要通過合理設計放射源和接收器間距。形成全方位的測量結構，以有效提高測量的分辨率。同時，根據彈性波理論，測量彈性波的頻率、波長對探測分辨率也有著很大影響，在勘察工作中，要通過實驗，選擇合理頻率和波長的彈性波以提高測量分辨率，通常情況下，頻率越高，波長越短，所能測量的分辨率越大。另外，測量分辨率和射線的追蹤方法之間也存在著一定的聯系，根據數學和物理原理，采用最小走時路徑追蹤法進行彎曲路線追蹤，對劃分地質情況，提高成像反演過程的分辨率有著一定的益處。

2.4 其他新型勘察技術介紹與應用

在巖土工程勘察工作中，除了以上列舉的新技術和方法以外，還有一部分先進的勘察技術也在逐漸得到應用。由電磁法勘察發展而來的地質雷達探測技術，可以通過發射和接收光譜電磁波，以確定相應的地下介質，對于巖層勘探和水氣探測有著一定的作業，但其探測范圍較小，應用受到一定的限制；紅外線探測技術是根據一定區域內紅外線輻射的變化情況，進行地形地質特征的資料收集與分析，缺點是無法測量水量特征等參數；瞬變電磁場通過觀察二次場的方式進行測量，其工作效率較高且具有一定程度的縱向分辨率，也在逐漸得到應用。

3 結語

綜上所述，在工程建設當中，巖土工程勘察作為一項重要的先期工作，在工程設計施工中發揮著重要的參照作用，其技術的先進性和勘察數據的準確性也在逐漸受到重視。只有企業和相關科研單位在實際工作中，根據先進的數學、物理原理，利用好計算機電子技術等前沿技術，才能開發出適合巖土勘察工作的有效方法和設備。只有提高巖土工程勘察技術的質量和準確性，保障我國的工程建設質量，為國家的經濟發展保駕護航。

[1]向國澤.巖土工程勘察的新技術運用研究 [J].低碳世界,2014,13:171-172.

[2]高楠.巖土工程勘察的意義及其新技術運用 [J].中國新技術新產品,2010,17:85

P624[文獻碼]B

1000-405X（2016）-6-240-1